Словцов Андрей Александрович. Совершенствование процессов биологической очистки сточных вод с помощью прикрепленных биоценозов

Короткий опис

Словцов Андрей Александрович. Совершенствование процессов биологической очистки сточных вод с помощью прикрепленных биоценозов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.23.04 / Словцов Андрей Александрович; [Место защиты: ГОУВПО "Московский государственный строительный университет"].- Москва, 2008.- 199 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/3039

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный строительный университет
На правах рукописи
042 00950065
Словцов Андрей Александрович
Совершенствование процессов биологической очистки сточных вод с помощью прикрепленных биоценозов
Специальность 05.23.04 - Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель Профессор, кандидат технических наук Саломеев В.П.
Москва 2008 г.
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Введение 4
ГЛАВА 1 Очистка сточных вод с помощью прикрепленной
биомассы (литературный обзор) 7
1.1 Виды загрузок в реакторах с иммобилизованной микрофлорой 7
1.2 Конструктивное оформление систем с иммобилизованной микрофлорой
Выводы 29
ГЛАВА 2 Проведение лабораторных исследований 30
2.1 Задачи исследований 30
2.2 Методика проведения лабораторных исследований 30
2.3 Результаты лабораторных исследований 40
2.4 Анализ полученных результатов 56
2.4.1 Результаты лабораторных исследований для лабораторной модели № 1 56
2.4.2 Результаты лабораторных исследований для лабораторной модели №2 74
2.5 Гидробиологический анализ активного ила 83
Выводы 86
ГЛАВА 3 Проведение опытно-промышленных исследований
на реконструированных биоокислителях. 87
3.1 Задачи исследований 87
3.2 Методика проведения исследований 87
3 .ЗРезультаты опытно-промышленных
исследований 90
3.4 Анализ опытно-промышленных исследований... 99
3.5 Микробиололгические исследования активного ила и биопленки. 114
Выводы 119
ГЛАВА 4 Практическое применение разработанного
биоокислителя 120
Реконструкция очистных сооружений г. Одинцово-
10 Московской области 120
Выводы 125
ГЛАВА 5 Технико-экономические расчёты 126
Выводы 129
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 130
Список использованной литературы 132
Приложения 143
Приложение 1. Результаты санитарно-химических
анализов работы пилотных установок 144
Приложение 2. Результаты санитарно-химических анализов работы реконструированных
биоокислителях 183
Приложение 3. Внедрение технологии очистки сточных вод с применением загрузочного материала на реконструированных биоокислителях в г. Одинцово -10 198
ВВЕДЕНИЕ
Среди важнейших экологических проблем современности вопросы охраны природных источников водоснабжения имеет первостепенное значение. Сброс неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод в поверхностные водоемы постоянно ухудшают их состояние, эти источники загрязнений, как правило, имеют в своем составе соединения азота и фосфора. Биогенные элементы - азот и фосфор способствуют эвтрофикации природных водоемов, которая серьезно нарушает экологический баланс в поверхностных источниках воды и может вызвать их полную деградацию.
Одним из основных источников поступления биогенных элементов в водоёмы являются хозяйственно-бытовые (в том числе городские) сточные воды. Большинство коммунальных очистных сооружений России, которые были в основном запроектированы и построены в 70-ых годах XX века, не были предназначены для удаления биогенных элементов до требуемых нормативов, так как по существовавшим в те годы нормативным документам требовалось обеспечение полной биологической очистки сточных вод. В настоящее время основным направлением является разработка новых и совершенствование существующих методов очистки сточных вод от биогенных элементов.
Глубокая очистка сточных вод, в частности от соединений азота, является одной из важнейших проблем на сегодняшний день. Накопленный опыт и научные исследования многих поколений специалистов доказывают приоритетность биологических методов очистки, как наиболее экологически чистых и не оказывающих влияния на природную среду процессов. В настоящее время большинство централизовано отводимых сточных вод очищается на станциях аэрации в аэротенках, поэтому наибольший интерес представляет разработка технологий по извлечению азота на основе этих сооружений.
Ещё в шестидесятые годы в отечественной практике были проведены научные исследования по возможности использования для интенсификации
процессов биологической очистки прикреплёнными биоценозами. Было показано, что по своей активности иммобилизованные биоценозы значительно превышают окислительную способность свободноплавающего активного ила. Таким образом, применение загрузочных материалов для иммобилизации закреплённых на их поверхности активной биомассы открывает новые возможности оптимизации работы биологических сооружений не только для их интенсификации, но и для достижения более высоких результатов глубокой очистки сточных вод.
Целью настоящей работы является: разработка и исследование возможности применения загрузочного материала для совершенствования работы метода глубокого удаления азота аммонийного в процессе биологической очистки хозяйственно-бытовых сточных вод.
Задачи работы:
1. Исследование метода одноиловой денитрификации- нитрификации для очистки сточных вод от аммонийного азота в аэротенках.
2. Определение оптимальных условий процесса и технологических параметров для расчёта необходимого количества загрузочного материала.
3. Математическое описание процесса.
4. Практическое применение разработанной технологической
схемы для строительства и реконструкции очистных сооружений.
5. Разработка конструктивных решений и выявление
эксплуатационных особенностей работы биоокислителя с фиксированной микрофлорой в аноксидных зонах.
6. Технико-экономическая оценка применения разработанной схемы.
Научная новизна.
- Доказана возможность использования прикреплённой на загрузочном материале биомассы для достижения глубокой очистки сточных вод;
- Экспериментально доказана стабильность и устойчивость биологической системы с иммобилизованной на загрузочном материале активной биомассы очистки сточных вод от аммонийного азота;
- Разработана конструкция биоокислителя с выделением двух зон (аноксидной и аэробной) с применением загрузочного материала в аноксидной зоне;
- Получен патент РФ №52846 на полезную модель: «Устройство для глубокой биологической очистки сточных вод»;
- Получен патент РФ №64617 на полезную модель: «Устройство для глубокой биологической очистки сточных вод».
Практическая значимость
- Разработаны новые технологические схемы глубокой очистки сточных вод от аммонийного азота с применением загрузочного
материала;
- Определены основные технологические параметры работы биоокислителя для обеспечения глубокого удаления азота аммонийного и органических загрязнений из сточных вод, отвечающимсовременным требованиям;
- Найдены оптимальные режимы работы биоокислителя с возможностью приема на очистные сооружения залповых сбросов загрязнений;
- Разработан метод реконструкции двухъярусных отстойников в сооружение глубокой биологической очистки сточных вод.
Внедрение результатов
На основании результатов проведённых исследований выданы рекомендации и проведена реконструкция очистных сооружений в.г. Власиха, Одинцовского района, Московской области (10000 м3/сут).

Список літератури

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
1. Доказана возможность использования прикреплённой на загрузочном материале биомассы для достижения глубокой очистки сточных вод;
2. Экспериментально доказана стабильность и устойчивость биологической системы, с иммобилизованной на загрузочном материале активной биомассой, очистки сточных вод от аммонийного азота;
3. Определен оптимальный вид загрузочного материала;
4. Разработана конструкция биореактора с выделением двух зон (аноксидной и аэробной) с применением загрузочного материала в аноксидной зоне, а также технологические параметры эксплуатации данного биореактора;
5. Разработан метод реконструкции двухъярусных отстойников в сооружение глубокой биологической очистки сточных вод;
6. Разработаны новые технологические схемы глубокой очистки сточных вод от аммонийного азота с применением загрузочного материала при реконструкции биологических очистных сооружений;
7. Получены математические зависимости, описывающие биологические процессы удаления органических загрязнений, и соединений азота аммонийного, как для лабораторных, так и для опытно-промышленных исследований;
8. Результаты опытно-промышленных исследований применены в процессе реконструкции и эксплуатации очистных сооружения г. Одинцово-Ю Московской области.
9. Проведённый технико-экономический расчёт реконструкции очистных сооружений г. Одинцово-Ю Московской области показал экономическое преимущество применения технологии с использованием загрузочного материала в сумме 3165,13 тыс.руб./год, а предотвращенный
экологический ущерб 1,37 млн. руб.
10. Получен патент РФ №52846 на полезную модель: «Устройство для
глубокой биологической очистки сточных вод.
11. Получен патент РФ №64617 на полезную модель «Устройство для глубокой биологической очистки сточных вод».
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
1. Яковлев С.В. Воронов Ю.В./Водоотведение и очистка сточных вод/ ИАСВ/ Москва/ 2006.
2. Яковлев С.В., Карюхина Т.А./Биохимические процессы в очистке сточных вод / Стройиздат / Москва / 1980
3. Бондаренко И.Е. и др. Применение иммобилизированных микроорганизмов для очистки сточных вод: Обзорная информация. - Москва, Институт экономики жилищно-коммунального хозяйства АКХ им. К.Д. Памфилова, 1990 - 77 с. Водоснабжение и Канализация, ISSN 0132- 6399, вып. 3(81)
4. Яковлев С.В., Скирдов И.В., Швецов В.Н. и др./ Очистка производственных сточных вод./ М Стройиздат 1985
5. Бондарев А.А., Соколова Е.В., Понамарев А.В. / Денитрификация в реакторах со взвешенным слоем активного ила при очистке сточных вод./ Совершенствование методов биологической и физико-химической очистки ПСВ ВНИИ ВОДГЕО / Москва./ 1990 стр. 3-7.
6. Заявка №2365528 Франция, МКМ4 С02С 5/10, 1/04. Способ обработки сточных вод микроорганизмам и устройство для его осуществления / Макеевский инженерно-строительный институт - Опубл. 26.05.78 г.
7. Заявка №2565579 Франция, МКМ4 С021 3/00. Установка для обработки сточных вод микроорганизмами. Installation pour le traitement des eaux usiles par des microorganisms. - Опубл. 13.12.85 г.
8. Заявка №3622965 ФРГ, МКМ4 С021 3/06. Твердая загрузка, предназначенная для сооружений преимущественно с горизонтальным движением воды. Festbetthorper fur vorwiegend horizontale Durchstrong. Tropfkoper-Techniqe. - Опубл. 14.11.85 г.
9. Заявка №3635588 ФРГ, МКМ4 С021 3/06. Устройство для биологической очистки, встраиваемое в отстойники очистных сооружений. In eihem
Klurbechen einer klarcnlage anorbare Einrichtung zur biologishen hlarung. - Опубл. 21. 04.88 г
10. Смагин B.H. Доочистка биологически очищаемых сточных вод с использованием трофической цепи гидробионтов: Автореф. дис. канд. тех. наук. - М., 1985. -26 с.
11. Epuration des eaux usees sur culture fixcees par biogiltration sur matericen gramileux et nitrification sur support immerge //Bull APREA/ - 1988/ - V.24, № 147.-P.9-12, 15-33.
12. Modifizierte Puh-Trager fur die biologische abwasserbehandlung. Pascih amre // Wasser, lust und Betri. - 1987. - №11. - S. 24-25/
13. Pached bed filterg for clenonia-nitrogen removal from raw waters. Ich Nsuan- Nsien, chen ShengKun, Wauer Supply, 1988. - V.6, № 3, P. 219-226.
14. Биофильтр типа «Биопак». Футю Юити, Такаути Киеси // Pulp. Paper-male and convert, 1983 -V. 29, №3. - P. 51-53.
15. Заявка №2175891 Великобритания, МКМ1 С021 3/10. Биологическая обработка вредных вод. Biological treatment of aqueous liquids. - Опубл. 10.12.86 г.